betriebsanleitung zu el2911 - beckhoff automation...el2911 version: 1.1.07 1.2.3erklärung der...

Betriebsanleitung zu

EL2911

TwinSAFE-Potentialeinspeiseklemme mit 4 fehlersicherenEingängen

1.1.005.11.2018

Version:Datum:

Inhaltsverzeichnis

EL2911 3Version: 1.1.0

Inhaltsverzeichnis1 Vorwort ....................................................................................................................................................... 5

1.1 Hinweise zur Dokumentation............................................................................................................. 51.2 Sicherheitshinweise........................................................................................................................... 6

1.2.1 Auslieferungszustand ........................................................................................................ 61.2.2 Sorgfaltspflicht des Betreibers ........................................................................................... 61.2.3 Erklärung der Hinweise...................................................................................................... 7

1.3 Ausgabestände der Dokumentation .................................................................................................. 71.4 Versionshistorie des TwinSAFE-Produktes....................................................................................... 8

2 Systembeschreibung ................................................................................................................................ 92.1 Das Beckhoff EtherCAT-Klemmensystem......................................................................................... 9

2.1.1 EtherCAT-Buskoppler...................................................................................................... 102.1.2 EtherCAT-Klemmen......................................................................................................... 112.1.3 E-Bus ............................................................................................................................... 112.1.4 Powerkontakte ................................................................................................................. 11

2.2 TwinSAFE........................................................................................................................................ 122.2.1 Der I/O-Baukasten wird sicher erweitert .......................................................................... 122.2.2 Sicherheitskonzept .......................................................................................................... 122.2.3 Das Fail-Safe-Prinzip (Fail Stop) ..................................................................................... 13

3 Produktbeschreibung.............................................................................................................................. 143.1 EL2911 - TwinSAFE-Potentialeinspeiseklemme mit 4 digitalen fehlersicheren Eingängen ............ 143.2 Bestimmungsgemäße Verwendung ................................................................................................ 153.3 Anforderungen an die Potentialgruppe............................................................................................ 173.4 Technische Daten............................................................................................................................ 193.5 Sicherheitstechnische Kenngrößen................................................................................................. 203.6 Sichere Ein- und Ausgänge............................................................................................................. 203.7 Kennlinie der Eingänge ................................................................................................................... 203.8 Abmessungen.................................................................................................................................. 21

4 Betrieb ...................................................................................................................................................... 224.1 Umgebungsbedingungen ................................................................................................................ 224.2 Installation ....................................................................................................................................... 22

4.2.1 Sicherheitshinweise ......................................................................................................... 224.2.2 Transportvorgaben / Lagerung ........................................................................................ 224.2.3 Mechanische Installation ................................................................................................. 224.2.4 Elektrische Installation ..................................................................................................... 28

4.3 Konfiguration der Klemme in TwinCAT ........................................................................................... 334.3.1 Einfügen eines Buskopplers ............................................................................................ 334.3.2 Einfügen einer Busklemme.............................................................................................. 334.3.3 Einfügen einer EL2911 .................................................................................................... 334.3.4 Verwendung der integrierten TwinSAFE Logik Funktionen ............................................. 344.3.5 Projektierungsgrenzen der EL2911 ................................................................................. 354.3.6 Adresseinstellungen auf TwinSAFE-Klemmen mit 1023 möglichen Adressen................ 364.3.7 Alias Devices ................................................................................................................... 374.3.8 Parameter der EL2911 in TwinCAT................................................................................. 38

Inhaltsverzeichnis

EL29114 Version: 1.1.0

4.3.9 Prozessabbild der EL2911............................................................................................... 414.4 Reaktionszeiten TwinSAFE ............................................................................................................. 424.5 Diagnose ......................................................................................................................................... 44

4.5.1 Status LEDs..................................................................................................................... 444.5.2 Diagnose LEDs................................................................................................................ 444.5.3 Darstellung der Blink-Codes ............................................................................................ 454.5.4 Diagnose-Historie ............................................................................................................ 454.5.5 Reiter Diag-Historie ......................................................................................................... 48

4.6 Instandhaltung ................................................................................................................................. 494.7 Lebensdauer.................................................................................................................................... 504.8 Außerbetriebnahme......................................................................................................................... 504.9 Update der Firmware von TwinSAFE-Produkten ............................................................................ 51

5 Anhang ..................................................................................................................................................... 545.1 Support und Service ........................................................................................................................ 545.2 Zertifikate ......................................................................................................................................... 55

Vorwort


1 Vorwort

1.1 Hinweise zur Dokumentation

Zielgruppe

Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- undAutomatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen und internationalen Normen und Regeln vertrautist.

Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der nachfolgenden Hinweise undErklärungen unbedingt notwendig.

Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produktealle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungenund Normen erfüllt.

Dokumentenursprung

Diese Dokumentation ist in deutscher Sprache verfasst. Alle weiteren Sprachen werden von dem deutschenOriginal abgeleitet.

Aktualität

Bitte prüfen Sie, ob Sie die aktuelle und gültige Version des vorliegenden Dokumentes verwenden. Auf derBeckhoff Homepage finden Sie unter http://www.beckhoff.de/german/download/twinsafe.htm die jeweilsaktuelle Version zum Download. Im Zweifelsfall wenden Sie sich bitte an den technischen Support [} 54].

Produkteigenschaften

Gültig sind immer nur die Produkteigenschaften, die in der jeweils aktuellen Anwenderdokumentationangegeben sind. Weitere Informationen, die auf den Produktseiten der Beckhoff Homepage, in E-Mails odersonstigen Publikationen angegeben werden, sind nicht maßgeblich.

Disclaimer

Diese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte unterliegen zyklisch einerRevision. Deshalb ist die Dokumentation nicht in jedem Fall vollständig auf die Übereinstimmung mit denbeschriebenen Leistungsdaten, Normen oder sonstigen Merkmalen geprüft. Wir behalten uns das Recht vor,die Dokumentation jederzeit und ohne Ankündigung zu überarbeiten und zu ändern. Aus den Angaben,Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche auf Änderung bereitsgelieferter Produkte geltend gemacht werden.

Marken

Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, EtherCAT P®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC® und XTS® sindeingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH.Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kannzu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen.

Patente

Die EtherCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen undPatente: EP1590927, EP1789857, DE102004044764, DE102007017835 mit den entsprechendenAnmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern.

Die TwinCAT-Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen undPatente: EP0851348, US6167425 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen inverschiedenen anderen Ländern.

http://www.beckhoff.de/german/download/twinsafe.htm

Vorwort


EtherCAT® und Safety over EtherCAT® sind eingetragene Marken und patentierte Technologien, lizenziertdurch die Beckhoff Automation GmbH, Deutschland.

Copyright

© Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland.Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sindverboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet.Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmuster-oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.

Lieferbedingungen

Es gelten darüber hinaus die allgemeinen Lieferbedingungen der Fa. Beckhoff Automation GmbH & Co. KG.

1.2 Sicherheitshinweise

1.2.1 AuslieferungszustandDie gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und Software-Konfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard-, oder Software-Konfiguration, die über diedokumentierten Möglichkeiten hinausgehen sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss derBeckhoff Automation GmbH & Co. KG.

1.2.2 Sorgfaltspflicht des BetreibersDer Betreiber muss sicherstellen, dass

• die TwinSAFE-Produkte nur bestimmungsgemäß verwendet werden (siehe KapitelProduktbeschreibung).

• die TwinSAFE-Produkte nur in einwandfreiem, funktionstüchtigem Zustand betrieben werden.• nur ausreichend qualifiziertes und autorisiertes Personal die TwinSAFE-Produkte betreibt.• dieses Personal regelmäßig in allen zutreffenden Fragen von Arbeitssicherheit und Umweltschutz

unterwiesen wird, sowie die Betriebsanleitung und insbesondere die darin enthaltenenSicherheitshinweise kennt.

• die Betriebsanleitung stets in einem leserlichen Zustand und vollständig am Einsatzort der TwinSAFE-Produkte zur Verfügung steht.

• alle an den TwinSAFE-Produkten angebrachten Sicherheits- und Warnhinweise nicht entfernt werdenund leserlich bleiben.

Vorwort


1.2.3 Erklärung der HinweiseIn der vorliegenden Betriebsanleitung werden die folgenden Hinweise verwendet.Diese Hinweise sind aufmerksam zu lesen und unbedingt zu befolgen!

GEFAHRAkute Verletzungsgefahr!Wenn dieser Sicherheitshinweis nicht beachtet wird, besteht unmittelbare Gefahr für Leben und Gesund-heit von Personen!

WARNUNGVerletzungsgefahr!Wenn dieser Sicherheitshinweis nicht beachtet wird, besteht Gefahr für Leben und Gesundheit von Perso-nen!

VORSICHTSchädigung von Personen!Wenn dieser Sicherheitshinweis nicht beachtet wird, können Personen geschädigt werden!

HINWEISSchädigung von Umwelt/Geräten oder DatenverlustWenn dieser Hinweis nicht beachtet wird, können Umweltschäden, Gerätebeschädigungen oder Datenver-lust entstehen.

Tipp oder FingerzeigDieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen.

1.3 Ausgabestände der DokumentationVersion Kommentar1.1.0 • Projektierungsgrenzen hinzugefügt1.0.0 • Zertifikat eingefügt

• Erstes Release0.0.5 • Übersichtsbild aktualisiert0.0.4 • Anschlussbelegung hinzugefügt

• Parameterbeschreibung aktualisiert0.0.3 • Anforderungen an die Potentialgruppe hinzugefügt0.0.2 • Update nach Review0.0.1 • erster Entwurf

Vorwort


1.4 Versionshistorie des TwinSAFE-ProduktesIn dieser Versionshistorie werden die Ausgabestände der Software- und Hardware-Versionen aufgelistet.Eine Beschreibung der jeweils enthaltenen Änderungen zur vorangegangenen Version sind ebenfallsaufgeführt.

Aktualisierte Hardware und SoftwareDie TwinSAFE Produkte unterliegen zyklisch einer Revision. Wir behalten uns das Recht vor, dieTwinSAFE Produkte jederzeit und ohne Ankündigung zu überarbeiten und zu ändern. Aus diesen Hardware- und/oder Software-Änderungen können keine Ansprüche auf Änderung be-reits gelieferter Produkte geltend gemacht werden.

Eine Beschreibung, wie ein Firmware-Update (Software) durchgeführt werden kann finden Sie in demKapitel Update der Firmware von TwinSAFE-Produkten [} 51].

Datum SW-Version HW-Version Änderungen16.08.2018 01 00 Erstes Release der EL2911

Systembeschreibung


2 Systembeschreibung

2.1 Das Beckhoff EtherCAT-KlemmensystemDas Beckhoff EtherCAT-Klemmensystem dient zum dezentralen Anschluss von Sensoren und Aktoren aneine Steuerung. Die zum Beckhoff EtherCAT-Klemmensystem gehörenden Komponenten werdenhauptsächlich in der industriellen Automatisierung und in der Gebäudeleittechnik eingesetzt. Eine Busstationbesteht minimal aus einem EtherCAT-Koppler und daran anzureihenden EtherCAT-Klemmen. DerEtherCAT-Koppler bildet das Kommunikations-Interface zur übergeordneten Steuerung und die EtherCAT-Klemmen das Interface zur Sensorik und Aktorik. Die gesamte Busstation wird auf eine 35 mm DIN-Tragschiene (EN 60715) aufgeschnappt. Die mechanische Querverbindung der Busstation wird durch einNut-Federsystem an EtherCAT-Koppler und EtherCAT-Klemmen hergestellt.

Die Sensoren und Aktoren werden mit der schraublosen Anschlusstechnik (Federkrafttechnik) mit denKlemmen verbunden.

Abb. 1: Nut-Federsystem und schraublose Anschlusstechnik (Federkrafttechnik)

Systembeschreibung

EL291110 Version: 1.1.0

2.1.1 EtherCAT-BuskopplerMechanische Daten BuskopplerWerkstoff Polycarbonat, Polyamid (PA6.6).Abmessungen (B x H x T) 44 mm x 100 mm x 68 mmMontage Auf 35 mm Tragschiene (EN 60715) mit VerriegelungAnsteckbar durch Doppelte Nut und Feder-Verbindung

Abb. 2: Buskoppler (EtherCAT)

Anschlusstechnik BuskopplerVerdrahtung FederkrafttechnikAnschlussquerschnitt 0,08 mm² ... 2,5 mm², Litze, Draht massivFeldbusanschluss EtherCATPowerkontakte 3 FederkontakteStrombelastung 10 ANennspannung 24 VDC

Systembeschreibung

EL2911 11Version: 1.1.0

2.1.2 EtherCAT-KlemmenMechanische Daten BusklemmeWerkstoff Polycarbonat, Polyamid (PA6.6).Abmessung (B x H x T) 12 mm x 100 mm x 68 mm oder 24 mm x 100 mm x 68 mmMontage Auf 35 mm Tragschiene (EN 60715) mit VerriegelungAnsteckbar durch Doppelte Nut und Feder-Verbindung

Abb. 3: Übersicht EtherCAT-Klemmen

Anschlusstechnik BusklemmeVerdrahtung FederkrafttechnikAnschlussquerschnitt typ. 0,08 mm² ... 2,5 mm², Litze, Draht massivKommunikation E-BusPowerkontakte Bis zu 3 Federkontakte / MesserkontakteStrombelastung 10 ANennspannung Abhängig vom Klemmentyp (typ. 24VDC)

2.1.3 E-BusDer E-Bus ist der Datenweg innerhalb der Klemmleiste. Über sechs Kontakte an den Seitenwänden derKlemmen wird der E-Bus vom Buskoppler aus durch alle Klemmen geführt.

2.1.4 PowerkontakteÜber drei Powerkontakte wird die Betriebsspannung an nachfolgende Klemmen weitergegeben. Durch denEinsatz von Potential-Einspeiseklemmen können auf der Klemmleiste beliebige potentialgetrennte Gruppengebildet werden. Die Einspeiseklemmen werden bei der Ansteuerung der Klemmen nicht berücksichtigt, siedürfen an beliebiger Stelle in die Klemmleiste eingereiht werden.

Systembeschreibung

EL291112 Version: 1.1.0

2.2 TwinSAFE

2.2.1 Der I/O-Baukasten wird sicher erweitertDie integrierte Sicherheitslösung TwinSAFE ist die konsequente Fortführung der offenen, PC-basiertenBeckhoff-Steuerungsphilosophie. Aufgrund der Modularität und Vielseitigkeit fügen sich die TwinSAFE-Komponenten nahtlos in das Beckhoff-Steuerungssystem ein. Die I/O-Komponenten sind in den FormatenBusklemme, EtherCAT-Klemme, EtherCAT-Steckmodul und EtherCAT-Box verfügbar.

Dank des feldbusneutralen Safety-Protokolls (TwinSAFE/Safety-over-EtherCAT) können TwinSAFE-Gerätein beliebige Feldbussysteme integriert werden. Dazu werden sie in bestehende Netzwerke mit K-Bus oderEtherCAT integriert und können als IP-67-Modul direkt in der Maschine eingesetzt werden. Die Safety-I/Osbilden dabei die Schnittstelle zur sicherheitsrelevanten Sensorik und Aktorik.

Durch die Möglichkeit, die sicherheitsrelevanten Signale mit einem Standard-Bussystem zu übertragen,ergeben sich erhebliche Vorteile im Bereich Planung, Installation, Betrieb, Wartung, Diagnose und bei denKosten.

Die sicherheitstechnische Applikation wird in der TwinCAT-Software konfiguriert bzw. programmiert. DieseApplikation wird dann über den Bus auf eine TwinSAFE-Logic-Komponente übertragen. Diese bilden dasHerzstück des TwinSAFE-Systems. Alle in der Anlage befindlichen Sicherheitsgeräte kommunizieren mitdieser Logic-Komponente. Aufgrund der enormen Flexibilität des Systems können auch mehrere TwinSAFE-Logic-Komponenten gleichzeitig in einem Netzwerk betrieben werden.

2.2.2 Sicherheitskonzept

TwinSAFE: Sicherheits- und I/O-Technik in einem System• Erweiterung des bekannten Beckhoff I/O-Systems um TwinSAFE-Klemmen• beliebige Mischung von sicheren und Standardsignalen• logische Verknüpfung der I/Os in der TwinSAFE-Logic-Komponente, z.B. EL6910• sicherheitsrelevante Vernetzung von Maschinen über Bussysteme realisierbar

TwinSAFE-Protokoll (FSoE / Safety-over-EtherCAT)• Übertragung sicherheitsrelevanter Daten über beliebige Medien („echter schwarzer Kanal“)• TwinSAFE-Kommunikation über Feldbussysteme, wie EtherCAT, Lightbus, PROFIBUS, oder Ethernet• erfüllt IEC 61508:2010 SIL 3

TwinCAT-Software und TwinSAFE-Editor• Sicherheitstechnische Applikation wird in der TwinCAT Software konfiguriert bzw. programmiert• zertifizierte Funktionsbausteine wie Emergency Stop, Operation Mode, usw.• einfache Handhabung• Übertragung der Applikation über den Bus auf die TwinSAFE-Logic-Komponente

TwinSAFE-Logic-Komponente z.B. EL6910• Abarbeitung der sicherheitstechnischen Applikation und Kommunikation mit den TwinSAFE-Klemmen• keine Sicherheitsanforderungen an die übergeordnete Steuerung• TwinSAFE ermöglicht ein Netzwerk mit bis zu 65535 TwinSAFE Komponenten.• TwinSAFE-Logic-Komponente kann bis zu 512 Verbindungen (TwinSAFE-Connections) aufbauen.• mehrere TwinSAFE-Logic-Komponenten können in einem Netzwerk betrieben werden• geeignet für Anwendungen bis SIL 3 nach IEC 61508:2010 und Kategorie 4 / PL e nach

EN ISO 13849-1:2015.

Systembeschreibung

EL2911 13Version: 1.1.0

TwinSAFE I/O-Komponenten• Die TwinSAFE I/O-Komponenten sind in den Formaten Busklemme, EtherCAT-Klemme, EtherCAT-

Steckmodul, EtherCAT-Box und TwinSAFE-Drive-Optionskarte verfügbar• Anschluss aller gängigen Sicherheitssensoren und -aktoren• Betrieb mit einer TwinSAFE-Logic-Komponente• entsprechen typischerweise den Anforderungen der IEC 61508:2010 bis zu SIL 3 und

EN ISO 13849-1:2015 bis zu Kategorie 4, PL e. Genauere Informationen dazu finden Sie in derjeweiligen Anwenderdokumentation

2.2.3 Das Fail-Safe-Prinzip (Fail Stop)Der Grundsatz bei einem sicherheitstechnischen System wie TwinSAFE ist, dass ein Ausfall eines Bauteils,einer System-Komponente, oder des Gesamtsystems nie zu einem gefährlichen Zustand führen darf.

VORSICHTSicherer ZustandDer sichere Zustand des TwinSAFE System ist immer der abgeschaltete und energielose Zustand.

Produktbeschreibung

EL291114 Version: 1.1.0

3 Produktbeschreibung

3.1 EL2911 - TwinSAFE-Potentialeinspeiseklemme mit 4digitalen fehlersicheren Eingängen

Die EL2911 ist eine sichere Potentialeinspeiseklemme für die Powerkontakte zu einer nachfolgendenPotentialgruppe. Zusätzlich besitzt sie 4 fehlersichere Eingänge für Sensoren mit potentialfreien Kontaktenfür 24 VDC.

Die EL2911 erfüllt die Anforderungen der IEC 61508:2010 SIL 3 und der EN ISO 13849-1:2015 (Kat 4,PL e). Die sicheren Eingänge der EL2911 erfüllen die Anforderungen der EN 62061:2005/A2:2015 bisSILCL3, der sichere Ausgang bis SILCL2.

Die TwinSAFE-Klemme hat die übliche Bauform einer 24mm EtherCAT-Klemme und hat zur linken Seitekeine Powerkontakte, somit bildet sie den Anfang einer neuen Potentialgruppe.

Die sicheren Eingänge und der sichere Ausgang werden aus UP versorgt.

Abb. 4: EL2911 - TwinSAFE Potentialeinspeiseklemme mit 4 fehlersicheren Eingängen

Produktbeschreibung

EL2911 15Version: 1.1.0

3.2 Bestimmungsgemäße Verwendung WARNUNG

Vorsicht Verletzungsgefahr!Eine Verwendung der TwinSAFE-Komponenten, die über die im Folgenden beschriebene bestimmungsge-mäße Verwendung hinausgeht, ist nicht zulässig!

Die TwinSAFE-Klemmen erweitern das Einsatzfeld des Beckhoff Busklemmen-Systems um Funktionen, diees erlauben, diese auch im Bereich der Maschinensicherheit einzusetzen. Das angestrebte Einsatzgebietder TwinSAFE-Klemmen sind Sicherheitsfunktionen an Maschinen und die damit unmittelbarzusammenhängenden Aufgaben in der industriellen Automatisierung. Sie sind daher nur für Anwendungenmit einem definierten Fail-Safe-Zustand zugelassen. Dieser sichere Zustand ist der ausgeschaltete undenergielose Zustand. Dafür ist eine Fehlersicherheit entsprechend der zugrunde gelegten Normenerforderlich.

Die TwinSAFE I/O-Komponenten erlauben den Anschluss von:

• 24 VDC-Sensoren, wieNot-Aus-Drucktaster, Reißleinenschalter, Positionsschalter, Zweihandschalter, Trittmatten,Lichtvorhänge, Lichtschranken, Laserscanner, usw.

• 24 VDC-Aktoren, wieSchütze, Schutztürschalter mit Zuhaltung, Signalleuchten, Servo-Verstärker, usw.

TestpulseAchten Sie bei der Auswahl der Aktoren darauf, dass die Testpulse der TwinSAFE Komponentenicht zu einem Schalten des Aktors oder einer Diagnosemeldung der TwinSAFE Komponente füh-ren.

Für diese Aufgaben wurden unter anderem folgende TwinSAFE-Komponenten entwickelt:

• Die EL1904 ist eine EtherCAT-Klemme mit 4 digitalen, fehlersicheren Eingängen• Die EL2904 ist eine EtherCAT-Klemme mit 4 digitalen, fehlersicheren Ausgängen• Die EL6900 ist eine EtherCAT-Klemme mit integrierter TwinSAFE-Logic

Diese TwinSAFE-Komponenten sind zum Betrieb geeignet an den

• Beckhoff Buskopplern der Serie EKxxxx• Beckhoff Embedded PCs der Serie CXxxxx mit E-Bus-Anschluss

WARNUNGDas Fail-Safe-Prinzip!Der Grundsatz bei einem sicherheitstechnischen System wie TwinSAFE ist, dass ein Ausfall eines Bauteils,einer System-Komponente, oder des Gesamtsystems nie zu einem gefährlichen Zustand führen darf. Dersichere Zustand ist immer der abgeschaltete und energielose Zustand.

WARNUNGSystemgrenzenDas Zertifikat des TÜV SÜD gilt für diese TwinSAFE Komponente, die darin verfügbaren Funktionsblöcke,die Dokumentation und das Engineering Tool. Als Engineering Tool sind TwinCAT 3.1, und der TwinSAFELoader zulässig. Davon abweichende Vorgehensweisen oder Tools, insbesondere extern generierte xml-Dateien für den TwinSAFE Import oder extern erstellte Automatismen zur Projekterstellung, sind nicht vomZertifikat abgedeckt.

WARNUNGSpannungsversorgung aus SELV/PELV-Netzteil!Zur Versorgung der TwinSAFE-Komponenten mit 24 VDC muss ein SELV/PELV-Netzteil mit einer aus-gangsseitigen Spannungsbegrenzung von Umax = 36 VDC verwendet werden. Bei Nichtbeachtung kann dieszum Verlust der Sicherheit führen.

Produktbeschreibung

EL291116 Version: 1.1.0

WARNUNGInbetriebnahme-TestBevor die EL2911 für die sicherheitstechnische Aufgabe genutzt werden kann, muss ein Inbetriebnahme-Test durch den Anwender erfolgen, damit Verdrahtungsfehler zur Sensorik und Aktorik ausgeschlossenwerden können.

VORSICHTMaschinenrichtlinie beachten!Die TwinSAFE-Komponenten dürfen nur in Maschinen im Sinne der Maschinenrichtlinie eingesetzt werden.

VORSICHTRückverfolgbarkeit sicherstellen!Der Besteller hat die Rückverfolgbarkeit der Geräte über die Seriennummer sicherzustellen.

VORSICHTHinweis zur Freigabe nach EN 81-20, EN 81-22 und EN 81-50• Die TwinSAFE-Komponenten dürfen nur in Maschinen verwendet werden, die gemäß den Anforderun-

gen der Norm EN 60204-1 aufgebaut und installiert sind.• Sehen Sie für die Versorgungsspannung der TwinSAFE-Komponenten eine Schutzbeschaltung (Surge

Filter) gegen Überspannungen vor. (Reduzierung auf Überspannungskategorie II)• Die EN 81 fordert, dass bei Geräten, die eine interne Temperaturüberwachung haben, im Falle einer

Übertemperatur eine Haltestelle angefahren werden muss. Die Passagiere müssen in diesem Fall aus-steigen können (siehe z.B. EN 81-20 Kapitel 5.10.4.3). Um dies gewährleisten zu können, sind applika-torische Maßnahmen notwendig. Die interne Klemmentemperatur der TwinSAFE-Komponenten kanndurch den Anwender ausgelesen werden. Es erfolgt eine direkte Abschaltung bei der maximal zulässi-gen Temperatur der jeweiligen TwinSAFE Komponente (siehe Kapitel Temperaturmessung). Der Anwender muss eine Temperaturschwelle unterhalb der Maximaltemperatur so wählen, dass in al-len Fällen vor Erreichen der Maximaltemperatur eine Haltestelle erreicht werden kann. Hinweise zur op-timalen Klemmenkonfiguration finden Sie unter Hinweise zur Anordnung von TwinSAFE-Komponentenund unter Beispielkonfiguration zur Temperaturmessung.

• Für die Verwendung der TwinSAFE-Komponenten nach EN 81-22 und EN 81-50 sind die in den Hand-büchern beschriebenen Bedingungen zum Erreichen der Kategorie 4 nach EN ISO 13849-1:2015 zwin-gend einzuhalten.

• Die Verwendung der TwinSAFE-Komponenten ist auf Anwendungen im Innenbereich beschränkt.• Ein Grundschutz gegen direktes Berühren muss gegeben sein, entweder durch Erfüllen von Schutzklas-

se IP2X oder durch den Einbau der TwinSAFE-Komponenten in einem Schaltschrank, der mindestensder Schutzklasse IP54 gemäß EN 60529 entspricht.

• Die Umgebungsbedingungen bezüglich Temperatur, Feuchtigkeit, Wärmeableitung, EMV und Vibratio-nen, wie in der Betriebsanleitung unter technischen Daten angegeben, müssen eingehalten werden.

• Die Betriebsbedingungen in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX) sind in der Betriebsanleitung an-gegeben.

• Der sichere Zustand (Auslösung) der Anwendung muss der energielose Zustand sein. Der sichere Zu-stand der TwinSAFE-Komponenten ist immer der energielose, ausgeschaltete Zustand und dieser kannnicht geändert werden.

• Die in der Betriebsanleitung angegebene Lebensdauer ist zu beachten.• Wenn die TwinSAFE-Komponente außerhalb des zulässigen Temperaturbereichs betrieben wird, wech-

selt sie in den Zustand „Global Shutdown“.• Die TwinSAFE-Komponenten müssen in einen Schaltschrank der Schutzklasse IP54 gemäß EN 60529

eingebaut werden, damit die Anforderung für Verschmutzungsgrad 3 gemäß EN 60664-1 auf Ver-schmutzungsgrad 2 reduziert werden darf.

• Die TwinSAFE-Komponenten müssen durch ein SELV/PELV Netzteil mit einer maximalen Spannungvon Umax <= 36 VDC versorgt werden.

Produktbeschreibung

EL2911 17Version: 1.1.0

3.3 Anforderungen an die Potentialgruppe WARNUNG

Verhinderung der RückspeisungDie Rückspeisung muss durch folgende Maßnahmen verhindert werden:• Kein Schalten von Lasten mit separater Spannungsversorgung• Fehlerausschluss Leitungskurzschluss (siehe folgende Alternativen)

VORSICHTRückwirkungsfreie EtherCAT-KlemmenEs dürfen in der durch die EL2911 geschalteten Potentialgruppe nur rückwirkungsfreie Standard-Klemmenverwendet werden. Eine Liste der rückwirkungsfreien EtherCAT-Klemmen finden Sie im Beckhoff Informati-on System unter http://infosys.beckhoff.de

HINWEISMaximal erreichbarer Sicherheitslevel für den sicheren AusgangBei Vermeidung der Rückspeisung durch Fehlerausschluss Leitungskurzschluss gelten folgende erreichba-ren Sicherheitslevel:• EN ISO 13849-1: max. Kat. 4 / PL e• IEC 61508: max. SIL3• EN 62061: max. SIL2

Kein Schalten von Lasten mit separater Spannungsversorgung

Es dürfen keine Lasten durch Standardklemmen geschaltet werden, die über eine eigeneSpannungsversorgung verfügen, da hier eine Rückspeisung durch die Last nicht ausgeschlossen werdenkann.

Abb. 5: Externe Last

http://infosys.beckhoff.de

Produktbeschreibung

EL291118 Version: 1.1.0

VORSICHTAusnahmenAusnahmen von dieser allgemeinen Anforderung sind nur erlaubt, wenn der Hersteller der angeschlosse-nen Last garantiert, dass es zu keiner Rückspeisung auf den Ansteuereingang kommen kann.

Fehlerausschluss Leitungskurzschluss

Die Gefahr der Rückspeisung aufgrund eines Leitungskurzschlusses muss durch weitere Maßnahmenausgeschlossen werden können. Die folgenden Maßnahmen können alternativ umgesetzt werden.

Abb. 6: Geschützte Leitungsverlegung

Alternative 1: Lastanschluss durch separate Mantelleitungen

Das nicht sicher geschaltete Potential der Standardklemme darf nicht zusammen mit anderenpotentialführenden Leitungen in derselben Mantelleitung geführt werden

Alternative 2: Verdrahtung nur Schaltschrank-intern

Alle an die nicht sicheren Standardklemmen angeschlossenen Lasten müssen sich im selben Schaltschrankwie die Klemmen befinden. Die Leitungsverlegung verbleibt vollkommen innerhalb des Schaltschrankes.

Alternative 3: Eigene Erdverbindung pro Leiter

Alle an die nicht sicheren Standardklemmen angeschlossenen Leiter sind durch eine eigene Erdverbindunggeschützt.

Alternative 4: Verdrahtung dauerhaft (fest) verlegt und gegen äußere Beschädigung geschützt

Alle an die nicht sicheren Standardklemmen angeschlossenen Leiter sind dauerhaft fest verlegt und z.B.durch einen Kabelkanal oder Panzerrohr gegen äußere Beschädigung geschützt.

VORSICHTFehlerausschlussFür die korrekte Ausführung und Bewertung der angewendeten Alternativen ist der Maschinenbauer bzw.Anwender allein verantwortlich.

Produktbeschreibung

EL2911 19Version: 1.1.0

3.4 Technische DatenProduktbezeichnung EL2911-0000Anzahl der Eingänge 4Anzahl der Ausgänge 1 (zu den Power- und Federkraftkontakten)Statusanzeige 10 (eine grüne LED pro Eingang und Ausgang + 5 mal DIAG LED)Reaktionszeit (Eingang lesen/auf E-Bus schreiben) typisch: 4 ms,

maximal: siehe FehlerreaktionszeitFehlerreaktionszeit ≤ Watchdog-ZeitLeitungslänge zwischen Sensor und Klemme ungeschirmt max. 100 m (bei 0,75 oder 1 mm²)

geschirmt max. 100 m (bei 0,75 oder 1 mm²)Ausgangsstrom der Taktausgänge typisch 10 mA, max. 12 mASicherer Ausgang max. 10 A (zu den Power- und Federkraftkontakten)

Diagnose:Fremdeinspeisungen im ausgeschalteten Zustand werden oberhalb von5V erkannt.

Eingangsprozessabbild 6 ByteAusgangsprozessabbild 6 ByteVersorgungsspannung der EL2911 (PELV) 24 VDC (–15% / +20%)Signalspannung "0" Eingänge -3 V ... 5 V (EN 61131-2, Typ 3) siehe Kapitel Kennlinie der Eingänge

[} 20]Signalspannung "1" Eingänge 11 V ... 30 V (EN 61131-2, Typ 3) siehe Kapitel Kennlinie der Eingänge

[} 20]Stromaufnahme der Modulelektronik aus den 24 V (ohneStromaufnahme der Sensoren)

5 Kanäle belegt: typisch 29 mA0 Kanäle belegt: typisch 5 mA

Stromaufnahme aus dem E-Bus 5 Kanäle belegt: ca. 180 mAVerlustleistung der Klemme typisch 2,7 W (bei 10 A Ausgangsstrom)Potentialtrennung (zwischen den Kanälen) NeinPotentialtrennung (zwischen den Kanälen und dem E-Bus) JaIsolationsspannung (zwischen den Kanälen und dem E-Bus,unter üblichen Betriebsbedingungen)

Isolation geprüft mit 500 VDC

Abmessungen (B x H x T) 24mm x 100mm x 68mmGewicht ca. 98 gzulässige Umgebungstemperatur (Betrieb) -25°C bis +55°C (siehe Kapitel Temperaturmessung [} 24])zulässige Umgebungstemperatur (Transport/Lagerung) -40°C bis +85°Czulässige Luftfeuchtigkeit 5% bis 95%, nicht kondensierendzulässiger Luftdruck (Betrieb/Lagerung/Transport) 750 hPa bis 1100 hPa

(dies entspricht einer Höhe von ca. -690 m bis 2450 m über N.N. bei An-nahme einer internationalen Standardatmosphäre)

Klimaklasse nach EN 60721-3-3 3K3 (die Abweichung von 3K3 ist nur möglich bei optimalen Umgebungsbe-dingungen und gelten auch nur für die technischen Daten, die in dieserDokumentation abweichend angegeben sind)

zulässiger Verschmutzungsgrad nach EN 60664-1

Verschmutzungsgrad 2(beachten Sie das Kapitel Instandhaltung [} 49])

Unzulässige Betriebsbedingungen TwinSAFE-Klemmen dürfen unter folgenden Betriebsbedingungen nichteingesetzt werden:

• unter dem Einfluss ionisierender Strahlung (die das Maß dernatürlichen Umgebungsstrahlung überschreitet)

• in korrosivem Umfeld

• in einem Umfeld, das zu unzulässiger Verschmutzung derTwinSAFE Komponente führt

EMV-Festigkeit / Aussendung gemäß EN 61000-6-2 / EN 61000-6-4Vibrations- / Schockfestigkeit gemäß EN 60068-2-6 / EN 60068-2-27Schocken 15 g mit Impulsdauer von 11 ms in allen drei AchsenSchutzart IP20zulässige Betriebsumgebung In Schaltschrank oder Klemmenkasten der mindestens Schutzart IP54

nach IEC 60529 entsprichtzulässige Einbaulage waagerecht

(siehe Kapitel Einbaulage und Mindestabstände [} 23])Zulassungen CE, TÜV SÜD

Produktbeschreibung

EL291120 Version: 1.1.0

3.5 Sicherheitstechnische KenngrößenKennzahlen EL2911-0000Lifetime [a] 20Prooftest-Intervall [a] nicht erforderlich 1

PFHD 4,50 E-09PFD 5,00 E-05MTTFD hochDC hochPerformance level PL eKategorie 4HFT 1Klassifizierung Element 2 Typ B

1. Spezielle Prooftests während der gesamten Lebensdauer der EtherCAT-Klemme EL2911 sind nichterforderlich.

2. Klassifizierung nach IEC 61508-2:2010 (Kapitel 7.4.4.1.2 und 7.4.4.1.3)

Die EtherCAT-Klemme EL2911 kann für sicherheitsgerichtete Applikationen im Sinne der IEC 61508:2010bis SIL3 und der EN ISO 13849-1:2015 bis PL e (Kat. 4) eingesetzt werden.

Zur Berechnung bzw. Abschätzung des MTTFD Wertes aus dem PFHD Wert finden Sie weitere Informationenim Applikationshandbuch TwinSAFE oder in der EN ISO 13849-1:2015 Tabelle K.1.

In den sicherheitstechnischen Kenngrößen ist die Safety-over-EtherCAT-Kommunikation mit 1% des SIL3entsprechend der Protokoll-Spezifikation bereits berücksichtigt.

3.6 Sichere Ein- und AusgängeDie sicheren Eingänge und zugehörigen Taktausgänge sind in einem Modul zusammengefasst. Das hat denVorteil, dass ein zweikanaliger sicherer Sensor an beliebigen Kanälen der EL2911 verwendet werden kannund ein Fehler wie Querschluss oder Fremdeinspeisung zur Abschaltung des gesamten Moduls führt.

Das sichere Ausgangsmodul ist einkanalig ausgeführt.

HINWEISGetaktete Signale innerhalb einer MantelleitungDie getakteten Signale (Taktausgänge für die sicheren Eingänge) können beliebig innerhalb einer Mantel-leitung verwendet werden, da ein Fehler wie Querschluss oder Fremdeinspeisung zur Abschaltung deskompletten Eingangsmoduls führt.

HINWEISSichere Eingänge in Kat.4 / PL eSollen zwei sichere Eingangskanäle in einer Kategorie 4 Struktur verwendet werden, können beliebigeKanäle der EL2911 verwendet werden.

3.7 Kennlinie der EingängeDie Kennlinie der Eingänge ist ähnlich dem Typ 3 nach EN 61131-2.

Produktbeschreibung

EL2911 21Version: 1.1.0

Abb. 7: Kennlinie der Eingänge

3.8 Abmessungen

Abb. 8: Abmessungen der EL2911

Breite: 24 mm (beim Aneinanderreihen)Höhe: 100 mmTiefe: 68 mm

Betrieb

EL291122 Version: 1.1.0

4 Betrieb

4.1 UmgebungsbedingungenStellen Sie sicher, dass die TwinSAFE-Komponenten nur bei den spezifizierten Umgebungsbedingungen(siehe technische Daten) transportiert, gelagert und betrieben werden!

WARNUNGVerletzungsgefahr!Die TwinSAFE-Komponenten dürfen unter folgenden Betriebsbedingungen nicht eingesetzt werden.• unter dem Einfluss ionisierender Strahlung (die das Maß der natürlichen Umgebungsstrahlung über-

schreitet)• in korrosivem Umfeld• in einem Umfeld, das zu unzulässiger Verschmutzung der TwinSAFE-Komponente führt

HINWEISElektromagnetische VerträglichkeitDie TwinSAFE-Komponenten entsprechen den Anforderungen der geltenden Normen zur elektromagneti-schen Verträglichkeit in Bezug auf Störausstrahlung und insbesondere auf Störfestigkeit.Sollten jedoch in der Nähe der TwinSAFE-Komponenten Geräte (z.B. Funktelefone, Funkgeräte, Sendean-lagen oder Hochfrequenz-Systeme) betrieben werden, welche die in den Normen festgelegten Grenzen zurStöraussendung überschreiten, können diese ggf. die Funktion der TwinSAFE-Komponenten stören.

4.2 Installation

4.2.1 SicherheitshinweiseLesen Sie vor Installation und Inbetriebnahme der TwinSAFE-Komponenten auch die Sicherheitshinweise imVorwort dieser Dokumentation.

4.2.2 Transportvorgaben / LagerungVerwenden Sie zum Transport und bei der Lagerung der TwinSAFE-Komponenten die Originalverpackung inder die Komponenten geliefert wurden.

VORSICHTSpezifizierten Umgebungsbedingungen beachtenStellen Sie sicher, dass die digitalen TwinSAFE- Komponenten nur bei den spezifizierten Umgebungsbe-dingungen (siehe technische Daten) transportiert und gelagert werden.

4.2.3 Mechanische Installation GEFAHR

Verletzungsgefahr!Setzen Sie das Bus-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Montage, De-montage oder Verdrahtung der Geräte beginnen!

Betrieb

EL2911 23Version: 1.1.0

4.2.3.1 Hinweise zum ESD-Schutz

HINWEISZerstörung der Geräte durch elektrostatische Aufladung möglich!Die Geräte enthalten elektrostatisch gefährdete Bauelemente, die durch unsachgemäßeBehandlung beschädigt werden können.• Sie müssen beim Umgang mit den Komponenten elektrostatisch entladen sein; vermei-

den Sie außerdem die Federkontakte (s. Abb.) direkt zu berühren.• Vermeiden Sie den Kontakt mit hoch isolierenden Stoffen (Kunstfaser, Kunststofffolien

etc.)• Beim Umgang mit den Komponenten ist auf gute Erdung der Umgebung zu achten (Ar-

beitsplatz, Verpackung und Personen)

• Jede Busstation muss auf der rechten Seite mit der Endkappe EL9011 oder EL9012 ab-geschlossen werden, um Schutzart und ESD-Schutz sicher zu stellen.

Abb. 9: Federkontakte der Beckhoff I/O-Komponenten

4.2.3.2 Schaltschrank / Klemmenkasten

Die TwinSAFE-Klemmen müssen zum Betrieb in einen Schaltschrank oder Klemmenkasten montiertwerden, der mindestens der Schutzart IP54 nach IEC 60529 entspricht.

4.2.3.3 Einbaulage und Mindestabstände

Für die vorgeschriebene Einbaulage wird die Tragschiene waagerecht montiert und die Anschlussflächender EL/KL-Klemmen weisen nach vorne (siehe Abbildung unten). Die Klemmen werden dabei von untennach oben durchlüftet, was eine optimale Kühlung der Elektronik durch Konvektionslüftung ermöglicht. DieRichtungsangabe „unten“ entspricht der Richtung der positiven Erdbeschleunigung.

https://www.beckhoff.de/german/ethercat/el9011.htm

https://www.beckhoff.de/german/ethercat/el9012.htm

Betrieb

EL291124 Version: 1.1.0

Abb. 10: Einbaulage und Mindestabstände

Um eine optimale Konvektionskühlung zu gewährleisten dürfen die in der Grafik angegebenen Abstände zubenachbarten Geräten und Schaltschrankwänden nicht unterschritten werden.

4.2.3.4 Temperaturmessung

Die Temperaturmessung besteht aus einem EK1100 EtherCAT-Koppler an den EtherCAT-Klemmenangereiht sind, die der typischen Verteilung der digitalen und analogen Signalformen an einer Maschineentsprechen. Auf der EL6910 ist ein Safety-Projekt aktiv, welches sichere Eingänge einliest und sichereAusgänge während der Messung einschaltet.

HINWEISFremderwärmung / Strahlungswärme / gestörte KonvektionDie maximal zulässige Umgebungstemperatur von 55°C wurde mit oben beschriebener Beispielkonfigurati-on geprüft. Eine gestörte Konvektion, eine ungünstige Position in der Nähe von Wärmequellen oder ein un-günstiges Zusammenstellen der EtherCAT-Klemmen wirken sich ggf. negativ auf die interne Erwärmungder TwinSAFE-Komponenten aus.Maßgeblich ist immer die maximal zulässige intern gemessene Temperatur von 110°C, ab der die TwinSA-FE-Komponenten in den sicheren Zustand wechseln und einen Fehler melden. Die interne Temperaturkann über CoE aus der TwinSAFE-Komponente ausgelesen werden.

Betrieb

EL2911 25Version: 1.1.0

4.2.3.5 Hinweise zur Anordnung von TwinSAFE-Komponenten

Folgende Hinweise zeigen günstige und ungünstige Anordnungen der Klemmen bezogen auf thermische

Gesichtspunkte. Komponenten mit höherer Abwärme sind mit einem roten Symbol und Komponenten

mit niedriger Abwärme mit einem blauen Symbol gekennzeichnet.

EtherCAT-Koppler EK11xx und Netzteilklemme EL9410

Je mehr Klemmen hinter einen EtherCAT-Koppler oder eine Netzteilklemme gesteckt sind, desto höher istder E-Bus-Strom, den deren Netzteile liefern müssen. Mit zunehmendem Strom wird auch die Abwärme derNetzteile höher.

EL69x0

Die EL69x0 hat eine eher hohe Abwärme, da sie einen hohen internen Takt und eine hohe Logik-Leistunghat.

EL2904

Die EL2904 hat eine eher hohe Abwärme, durch den ggf. hohen Ausgangsstrom der angeschlossenenAktoren.

EL1904

Auch die EL1904 hat eine eher hohe Abwärme, obwohl die externe Belastung durch Taktausgänge undsichere Eingänge eher niedrig ist.

Thermisch ungünstige Anordnung der TwinSAFE-Klemmen

Folgende Anordnung ist eher ungünstig, da Klemmen mit eher hoher Abwärme direkt an den EtherCAT-Koppler oder die Netzteil-Klemme mit hoher E-Bus Last gesteckt sind. Die zusätzliche Fremderwärmung derTwinSAFE-Klemmen durch die benachbarten Netzteile erhöht die interne Klemmentemperatur, was dazuführen kann, dass die maximal zulässige Temperatur überschritten wird. Dies führt zur Diagnose-Meldung„Übertemperatur“.

Betrieb

EL291126 Version: 1.1.0

Abb. 11: Thermisch ungünstige Anordnung der TwinSAFE-Klemmen

Thermisch günstige Anordnung der TwinSAFE-Klemmen

Folgende Anordnung ist thermisch günstig aufgebaut, da zwischen EtherCAT-Koppler/Netzteil-Klemme undKlemmen mit eher hoher Abwärme noch Klemmen mit niedriger Stromaufnahme und somit eher niedrigerAbwärme gesteckt sind.

Abb. 12: Thermisch günstige Anordnung der TwinSAFE-Klemmen

Betrieb

EL2911 27Version: 1.1.0

4.2.3.6 Tragschienenmontage

WARNUNGVerletzungsgefahr durch Stromschlag und Beschädigung des Gerätes möglich!Setzen Sie das Busklemmen-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Monta-ge, Demontage oder Verdrahtung der Busklemmen beginnen!

Montage

Die Buskoppler und Busklemmen werden durch leichten Druck auf handelsübliche 35 mm Tragschienen(nach EN 60715) aufgerastet:

Abb. 13: Montage auf Tragschiene

1. Stecken Sie zuerst den Feldbuskoppler auf die Tragschiene.2. Auf der rechten Seite des Feldbuskopplers werden nun die Busklemmen angereiht. Stecken Sie dazu

die Komponenten mit Nut und Feder zusammen und schieben Sie die Klemmen gegen die Tragschie-ne, bis die Verriegelung hörbar auf der Tragschiene einrastet.Wenn Sie die Klemmen erst auf die Tragschiene schnappen und dann nebeneinander schieben ohnedas Nut und Feder ineinander greifen, wird keine funktionsfähige Verbindung hergestellt! Bei richtigerMontage darf kein nennenswerter Spalt zwischen den Gehäusen zu sehen sein.

TragschienenbefestigungDer Verriegelungsmechanismus der Klemmen und Koppler reicht in das Profil der Tragschiene hin-ein. Achten Sie bei der Montage der Komponenten darauf, dass der Verriegelungsmechanismusnicht in Konflikt mit den Befestigungsschrauben der Tragschiene gerät. Verwenden Sie zur Befesti-gung von Tragschienen mit einer Höhe von 7,5 mm unter den Klemmen und Kopplern flache Mon-tageverbindungen wie Senkkopfschrauben oder Blindnieten.

Betrieb

EL291128 Version: 1.1.0

Demontage

Abb. 14: Demontage von Tragschiene

1. Ziehen Sie vorsichtig die orangefarbigen Laschen ca. 1 cm aus der zu demontierenden Klemme her-aus, bis die Laschen locker hervorstehen. Jetzt ist für diese Klemme die Verriegelung mit der Trag-schiene gelöst und die Klemme kann ohne großen Kraftaufwand von der Tragschiene gezogen wer-den.

2. Greifen Sie dazu mit Daumen und Zeigefinger die entriegelte Klemme gleichzeitig oben und unten anden geriffelten Gehäuseflächen und ziehen Sie die Klemme von der Tragschiene weg.

4.2.4 Elektrische Installation

4.2.4.1 Verbindungen innerhalb eines Busklemmenblocks

Die elektrischen Verbindungen zwischen Buskoppler und Busklemmen werden durch dasZusammenstecken der Komponenten automatisch realisiert:

Federkontakte (E-Bus)

Die sechs Federkontakte des E-Bus übernehmen die Übertragung der Daten und die Versorgung derBusklemmenelektronik.

HINWEISE-Bus-Strom beachtenBeachten Sie den maximalen Strom, den Ihr Buskoppler zur E-Bus-Versorgung liefern kann! Setzen Sie dieNetzteilklemme EL9410 ein, wenn die Stromaufnahme Ihrer Klemmen den maximalen Strom, den Ihr Bus-koppler zur E-Bus-Versorgung liefern kann übersteigt.

Powerkontakte

Die Powerkontakte übertragen die Versorgung für die Feldelektronik und stellen so innerhalb desBusklemmenblocks eine Versorgungsschiene dar. Die Versorgung der Powerkontakte erfolgt über Klemmenauf dem Buskoppler.

Kontaktbelegungen der Powerkontakte beachtenBeachten Sie bei der Projektierung eines Busklemmenblocks die Kontaktbelegungen der einzelnenBusklemmen, da einige Typen (z.B. analoge Busklemmen oder digitale 4-Kanal-Busklemmen) diePowerkontakte nicht oder nicht vollständig durchschleifen.Einspeiseklemmen (EL91xx, EL92xx) unterbrechen die Powerkontakte und stellen so den Anfangeiner neuen Versorgungsschiene dar.

Betrieb

EL2911 29Version: 1.1.0

PE-Powerkontakt

Der Powerkontakt mit der Bezeichnung PE kann als Schutzerde eingesetzt werden. Der Kontakt ist ausSicherheitsgründen beim Zusammenstecken voreilend und kann Kurzschlussströme bis 125 A ableiten.

Abb. 15: PE-Powerkontakt

VORSICHTIsolationsprüfungenBeachten Sie, dass aus EMV-Gründen die PE-Kontakte kapazitiv mit der Tragschiene verbunden sind. Daskann bei der Isolationsprüfung zu falschen Ergebnissen und auch zur Beschädigung der Klemme führen (z.B. Durchschlag zur PE-Leitung bei der Isolationsprüfung eines Verbrauchers mit 230 V Nennspannung).Klemmen Sie zur Isolationsprüfung die PE-Zuleitung am Buskoppler bzw. der Einspeiseklemme ab! Umweitere Einspeisestellen für die Prüfung zu entkoppeln, können Sie diese Einspeiseklemmen entriegeln undmindestens 10 mm aus dem Verbund der übrigen Klemmen herausgeziehen.

GEFAHRAkute Verletzungsgefahr!Der PE-Powerkontakt darf nicht für andere Potentiale verwendet werden!

4.2.4.2 Überspannungsschutz

Sehen Sie für die Versorgungsspannung des Busklemmenblocks und der TwinSAFE-Klemmen eineSchutzbeschaltung (Surge-Filter) gegen Überspannung vor, falls in Ihrer Anlage der Schutz vorÜberspannungen erforderlich ist.

Betrieb

EL291130 Version: 1.1.0

4.2.4.3 Verdrahtung

Abb. 16: Anschluss einer Leitung an einer Klemmstelle

Bis zu acht Klemmstellen ermöglichen den Anschluss von massiven oder feindrähtigen Leitungen an dieBusklemme. Die Klemmstellen sind in Federkrafttechnik ausgeführt. Schließen Sie die Leitungenfolgendermaßen an:

1. Öffnen Sie eine Klemmstelle, indem Sie einen Schraubendreher gerade bis zum Anschlag in dieviereckige Öffnung über der Klemmstelle drücken. Den Schraubendreher dabei nicht drehen oder hinund her bewegen (nicht hebeln)

2. Der Draht kann nun ohne Widerstand in die runde Klemmenöffnung eingeführt werden.3. Durch Rücknahme des Druckes schließt sich die Klemme automatisch und hält den Draht sicher und

dauerhaft fest.

Den zulässigen Leiterquerschnitt entnehmen Sie der nachfolgenden Tabelle.

Leitungsquerschnitt (massiv) 0,08 ... 2,5 mm2

Leitungsquerschnitt (feindrähtig) 0,08 ... 2,5 mm2

Leitungsquerschnitt (Aderleitung mit Aderendhülse) 0,14 ... 1,5 mm2

Abisolierlänge 8 ... 9 mm

Betrieb

EL2911 31Version: 1.1.0

4.2.4.4 Anschlussbelegung der EL2911

Abb. 17: EL2911 - Anschlussbelegung

Klemmstelle Eingang /Ausgang

Signal

1 In1 Eingang 1+ (Taktausgang)2 Eingang 1- (sicherer Eingang)3 In3 Eingang 3+ (Taktausgang)4 Eingang 3- (sicherer Eingang)5 In2 Eingang 2+ (Taktausgang)6 Eingang 2- (sicherer Eingang)7 In4 Eingang 4+ (Taktausgang)8 Eingang 4- (sicherer Eingang)1‘ - nicht verwendet2‘ Out1 Sicherer Ausgang 13‘ - GND UP (0 VDC für Einspeisung und sicheren Ausgang)4‘ - 24 VDC Einspeisung UP

5‘ - nicht verwendet6‘ Out1 Sicherer Ausgang 17‘ - GND UP (0 VDC für Einspeisung und sicheren Ausgang)8‘ - 24 VDC Einspeisung UP

Powerkontakt(oben)

Out1 Sicherer Ausgang 1

Powerkontakt(unten)

- GND UP (0 VDC für Einspeisung und sicheren Ausgang)

Betrieb

EL291132 Version: 1.1.0

4.2.4.5 Signalleitungen

Leitungsführung

Abb. 18: Leitungsführung

HINWEISSignalleitung separat führenDie Signalleitung muss separat von potentiellen Störquellen wie z.B. Motorzuleitungen, Leistungskabeln mit230 VAC usw. geführt werden!Störungen durch parallel geführte Leitungen können die Signalform der Testimpulse beeinflussen und soDiagnosemeldungen (z.B. Sensorfehler oder OpenLoad-Fehler) verursachen.D: Abstand zwischen den Kabelkanälen (möglichst groß)blaue Pfeile: Signalleitungrote Pfeile: potentielle Störquelle

Eine gemeinsame Signalführung mit anderen getakteten Signalen in einer Sammelleitung verringert diemaximale Ausdehnung ebenfalls, da auf großer Leitungslänge ggf. ein Übersprechen der Signale erfolgenund Diagnosemeldungen hervorrufen kann.

Betrieb

EL2911 33Version: 1.1.0

4.3 Konfiguration der Klemme in TwinCAT VORSICHT

CoE Objekte nicht ändern!Führen Sie keine Veränderungen an den CoE Objekten der TwinSAFE-Klemmen durch. Veränderungen(z.B. über TwinCAT) der CoE Objekte setzen die Klemmen dauerhaft in den Zustand Fail-Stop oder führenzu unerwartetem Verhalten der Klemmen!

4.3.1 Einfügen eines BuskopplersSiehe Dokumentation zur Automatisierungs-Software TwinCAT.

4.3.2 Einfügen einer BusklemmeSiehe Dokumentation zur Automatisierungs-Software TwinCAT.

4.3.3 Einfügen einer EL2911Das Einfügen einer EL2911 erfolgt genau wie das Einfügen einer beliebigen anderen Beckhoff EtherCAT-Klemme. Öffnen Sie in der Liste den Punkt TwinSAFE Terminals und wählen Sie die EL2911 aus.

Abb. 19: Einfügen einer EL2911

Betrieb

EL291134 Version: 1.1.0

4.3.4 Verwendung der integrierten TwinSAFE Logik FunktionenIm Auslieferungszustand verhält sich die EL2911 wie ein sicherer TwinSAFE I/O Slave, der als Alias Deviceinnerhalb einer TwinSAFE Logic z.B. EL6910 verwendet werden kann.

Es kann jedoch auch die lokale Logik-Funktion auf der EL2911 verwendet werden. Dazu legen Sie bitte einTwinSAFE Projekt im Safety Editor an und wählen als Zielsystem die EL2911 aus. Weitere Informationen zurErstellung eines Projektes finden Sie in der EL6910 Dokumentation und der Beschreibung derFunktionsbausteine unter http://www.beckhoff.de/german/download/twinsafe.htm.

Um die EL2911 wieder als sicheren TwinSAFE I/O Slave nutzen zu können, löschen Sie bitte die Logik, dasMapping und die Parameter Daten auf der EtherCAT Klemme und schalten die Spannung aus und wiederein.

Abb. 20: Delete Project Data

http://www.beckhoff.de/german/download/twinsafe.htm

Betrieb

EL2911 35Version: 1.1.0

4.3.5 Projektierungsgrenzen der EL2911ProjektierungsgrenzenDie maximale Projektierungsgröße der EL2911 ist durch den verfügbaren Speicher begrenzt. Die-ser wird dynamisch verwaltet. Somit sind die in der folgenden Tabelle angegebenen Werte nurRichtwerte und können von den tatsächlichen Werten je nach Safety-Projekt abweichen.

HINWEISAusführungszeit der Logik-FunktionDie Ausführungszeit des Logik Programms wird - bei identischem Logik Programm - verglichen zur EL6910typischerweise größer sein, da zusätzlich noch die sicheren I/O-Signale verarbeitet werden müssen. Dieswirkt sich entsprechend auch auf die Verarbeitung der I/O Signale aus, da mit steigender Projektgröße die-se nur mit geringerer Häufigkeit ausgewertet werden können.

Prozessabbildgröße max. 1486 Byte je Daten-Richtung (max. Speichergröße 0x1E00 für 3 Puffer, d.h. bei gleicher Größe vonInput- und Output-Prozessdaten ergibt sich eine maximale Größe von1280 Bytes pro Datenrichtung. Es sind nur gerade Startadressenmöglich, daher müssen ggf. Füll-Bytes berücksichtigt werden)

TwinSAFE-Verbindungen maximal 128(In Summe maximal 255 CRCs - für eine TwinSAFE Verbindung mit 1oder 2 Byte sicheren Daten wird 1 CRC benötigt.)

Sichere Daten je TwinSAFE-Verbindung

maximal 126 Byte (Telegrammlänge 255 Byte)

TwinSAFE-Bausteine maximal 512 (bei Verwendung von ESTOP Bausteinen mit komplettemInput- und Output-Mapping, andere Bausteine können zu einergeringeren maximalen Anzahl führen)

TwinSAFE-Gruppen maximal 128TwinSAFE-Benutzer maximal 40Eingänge in die Standard-SPS dynamisch (speicherabhängig) max. 1484 ByteAusgänge in die Standard-SPS dynamisch (speicherabhängig) max. 1484 Byte

HINWEISProjektierungFür die Nutzung der internen Logik-Funktionen wird TwinCAT 3.1 Build 4022.25 oder neuer benötigt. Wirddie EL2911 als TwinSAFE-Slave mit dem Default-Projekt verwendet, ist mindestens eine EL6910, EK1960oder neuere Logik-Komponente als TwinSAFE Master erforderlich.

Betrieb

EL291136 Version: 1.1.0

4.3.6 Adresseinstellungen auf TwinSAFE-Klemmen mit 1023möglichen Adressen

Abb. 21: Adresseinstellungen auf TwinSAFE-Klemmen mit 1023 möglichen Adressen

Mit dem 10er DIP-Schalter auf der linken Seite einer TwinSAFE-Klemme müssen Sie die TwinSAFE-Adresse der Klemme einstellen. Es stehen die TwinSAFE-Adressen von 1 bis 1023 zur Verfügung.

DIP-Schalter Adresse1 2 3 4 5 6 7 8 9 10ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 1OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 2ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 3OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 4ON OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 5OFF ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 6ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 7... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 1023

WARNUNGTwinSAFE-AdresseJede eingestellte TwinSAFE-Adresse darf innerhalb eines Netzwerkes/einer Konfiguration nur einmal vor-kommen!Die Adresse 0 ist keine gültige TwinSAFE-Adresse!

Betrieb

EL2911 37Version: 1.1.0

4.3.7 Alias DevicesDie Kommunikation zwischen der Safety Logic und der I/O-Ebene wird über einen Alias-Level realisiert. Indiesem Alias-Level (Sub-Knoten Alias Devices) werden für alle sicheren Ein- und Ausgänge, aber auch fürStandard-Signale entsprechende Alias Devices angelegt. Dies kann für die sicheren Ein- und Ausgängeauch automatisch anhand der I/O-Konfiguration durchgeführt werden.

Über die Alias Devices werden die Verbindungs- und Geräte-spezifischen Parameter eingestellt.

Abb. 22: Starten des automatischen Imports aus der I/O-Konfiguration

Wird der automatische Import aus der I/O-Konfiguration gestartet, wird ein Auswahldialog geöffnet, über dendie einzelnen Klemmen, die importiert werden sollen, selektiert werden können.

Abb. 23: Auswahl aus dem I/O Baum

Nach dem Schließen des Dialoges über OK, werden die Alias Devices im Safety Projekt angelegt.

Die Alias Devices können auch einzeln durch den Anwender angelegt werden. Dazu wird aus demKontextmenu der Eintrag Add und New item ausgewählt und das gewünschte Gerät ausgewählt.

Betrieb

EL291138 Version: 1.1.0

Abb. 24: Anlegen der Alias Devices durch den Anwender

4.3.8 Parameter der EL2911 in TwinCATNach dem Anlegen des Alias Devices kann dieses entsprechend der Anwender-Vorgaben parametriertwerden. Unter dem Reiter Linking wird die FSoE Adresse eingestellt und die Verlinkung mit demphysikalischen Device erstellt.

Abb. 25: Reiter Linking des Alias Devices

Unter dem Reiter Connection können weitere Einstellungen, wie z.B. das Mapping der Info-Daten oder dasVerhalten bei einem Modulfehler, vorgenommen werden.

Betrieb

EL2911 39Version: 1.1.0

Abb. 26: Reiter Connection des Alias Devices

Der Reiter Safety Parameters enthält die einzustellenden Parameter der EL2911. Der Ausgang wird überden Parameter 0x8000 parametriert. Die Eingänge werden über die Objekte 0x8010 und 0x8011 konfiguriert.

Abb. 27: Parameter der EL2911

Index Name Defaultwert/Einheit

Beschreibung

8000:03 Standard Outputs active FALSE /Boolean

Aktivierung der logischen UNDVerknüpfung der sicheren und Standard-Ausgänge des Moduls

8000:04 Diag TestPulse active TRUE / Boolean Interne Taktung des Ausgangsmodul ein-/ausschalten(24VDC an Ausgang ist immer ohneTaktung)

8000:12 Output Cross Circuit DetectionDelay

0x03E8 / 1 ms Nach dem Ausschalten des Ausgangswird die eingestellte Verzögerungszeitgewartet, bevor die Spannung amAusgang zurückgelesen wird. Ist dieSpannung > 5 V wird ein Modulfehlergeneriert.

Betrieb

EL291140 Version: 1.1.0

Index Name Defaultwert/Einheit

Beschreibung

8010:01 ModuloDiagTestPulse 0x00 / Ganzzahl Modulowert für die Häufigkeit derGenerierung eines Testpulses.0 -> jedes Mal1 -> jedes 2. Mal...

8010:02 MultiplierDiagTestPulse 0x01 / Ganzzahl Länge des Testpulses in Vielfachen von400 µs

8010:04 Diag TestPulse active TRUE / Boolean Aktivierung von Testpulsen für dasentsprechende Eingangsmodul

8011:01 Channel1.InputFilterTime 0x0014 / 0,1 ms Eingangsfilter des sicheren Eingangs.Nach dieser Zeit wechselt das interneEingangssignal auf den anliegendenSignalzustand.Interne Testpulse können eine Länge vonbis zu 2ms haben und sind nichtabschaltbar.

8011:02 Channel1.DiagTestPulseFilterTime 0x0002 / 0,1 ms Eingangsfilter für das Testpuls-Signal8011:04 Channel2.InputFilterTime 0x0014 / 0,1 ms Eingangsfilter des sicheren Eingangs.

Nach dieser Zeit wechselt das interneEingangssignal auf den anliegendenSignalzustand. Interne Testpulse können eine Länge vonbis zu 2ms haben und sind nichtabschaltbar.

8011:05 Channel2.DiagTestPulseFilterTime 0x0002 / 0,1 ms Eingangsfilter für das Testpuls-Signal8011:07 Channel3.InputFilterTime 0x0014 / 0,1 ms Eingangsfilter des sicheren Eingangs.

Nach dieser Zeit wechselt das interneEingangssignal auf den anliegendenSignalzustand.Interne Testpulse können eine Länge vonbis zu 2ms haben und sind nichtabschaltbar.

8011:08 Channel3.DiagTestPulseFilterTime 0x0002 / 0,1 ms Eingangsfilter für das Testpuls-Signal8011:0A Channel4.InputFilterTime 0x0014 / 0,1 ms Eingangsfilter des sicheren Eingangs.

Nach dieser Zeit wechselt das interneEingangssignal auf den anliegendenSignalzustand.Interne Testpulse können eine Länge vonbis zu 2ms haben und sind nichtabschaltbar.

8011:0B Channel4.DiagTestPulseFilterTime 0x0002 / 0,1 ms Eingangsfilter für das Testpuls-Signal

Betrieb

EL2911 41Version: 1.1.0

4.3.9 Prozessabbild der EL2911Das Prozessabbild der EL2911 besteht im Eingang und im Ausgang aus 6 Byte Prozessdaten.

Abb. 28: Prozessabbild der EL2911

Die Zuordnung der einzelnen Signale in den sicheren Daten sind in folgender Tabelle aufgelistet.

Bezeichnung Prozess-abbild

Bit-Position Beschreibung

FSOUT Module.Module Fault IN 0.0 Modulfehler Information für den sicheren AusgangFSIN Module.Channel1.Input IN 0.1 Sicherer Eingang Kanal 1FSIN Module.Channel2.Input IN 0.2 Sicherer Eingang Kanal 2FSIN Module.Channel3.Input IN 0.3 Sicherer Eingang Kanal 3FSIN Module.Channel4.Input IN 0.4 Sicherer Eingang Kanal 4FSIN Module.Module Fault IN 0.5 Modulfehler Information für das sichere Eingangs-

ModulFSOUT Module Output OUT 0.0 Sicherer Ausgang zum PowerkontaktFSOUT Module.ErrAck OUT 0.1 Error Acknowledge für das sichere Ausgangs-

ModulFSIN Module.ErrAck OUT 0.2 Error Acknowledge für das sichere Eingangs-

Modul

Betrieb

EL291142 Version: 1.1.0

4.4 Reaktionszeiten TwinSAFEDie TwinSAFE-Klemmen bilden ein modular aufgebautes Sicherheitssystem, welches über das Safety-over-EtherCAT-Protokoll sicherheitsgerichtete Daten austauscht. Dieses Kapitel soll dabei helfen dieReaktionszeit des Systems vom Signalwechsel am Sensor bis zur Reaktion am Aktor zu bestimmen.

Typische Reaktionszeit

Die typische Reaktionszeit ist die Zeit, die benötigt wird um eine Information vom Sensor zum Aktor zuübermitteln, wenn das Gesamtsystem fehlerfrei im Normalbetrieb arbeitet.

Abb. 29: Typische Reaktionszeit

Definition BeschreibungRTSensor Reaktionszeit des Sensors, bis das Signal an der Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird.

Wird typischerweise vom Sensorhersteller geliefert.RTInput Reaktionszeit des sicheren Eingangs, wie z.B. EL1904 oder EP1908. Diese Zeit kann aus

den technischen Daten entnommen werden. Bei der EL1904 sind dies 4 ms.RTComm Reaktionszeit der Kommunikation. Diese ist typischerweise 3x die EtherCAT Zykluszeit, da

neue Daten immer erst in einem neuen Safety-over-EtherCAT Telegramm versendet werdenkönnen. Diese Zeiten hängen von der übergeordneten Standard-Steuerung direkt ab(Zykluszeit der PLC/NC).

RTLogic Reaktionszeit der Logikklemme. Dieses ist die Zykluszeit der Logikklemme und beträgttypischerweise 500 µs bis 10 ms für die EL6900, je nach Safety-Projektgröße. Dietatsächliche Zykluszeit kann aus der Klemme ausgelesen werden.

RTOutput Reaktionszeit der Ausgangsklemme. Diese liegt typischerweise im Bereich von 2 bis 3 ms.RTActor Reaktionszeit des Aktors. Diese Information wird typischerweise vom Aktor-Hersteller

geliefertWDComm Watchdog-Zeit der Kommunikation

Es ergibt sich für die typische Reaktionszeit folgende Formel:

mit z.B.

Worst-Case-Reaktionszeit

Die Worst-Case-Reaktionszeit gibt die Zeit an, die maximal benötigt wird um im Fehlerfall ein Abschalten desAktors durchzuführen.

Betrieb

EL2911 43Version: 1.1.0

Abb. 30: Worst-Case-Reaktionszeit

Dabei wird davon ausgegangen, dass am Sensor ein Signalwechsel erfolgt und dieser an den Eingangübermittelt wird. Gerade in dem Moment, wo das Signal an die Kommunikationsschnittstelle übergebenwerden soll, tritt eine Kommunikationsstörung auf. Dies wird nach Ablauf der Watchdog-Zeit derKommunikationsverbindung von der Logik detektiert. Diese Information soll dann an den Ausgangübergeben werden, wobei hier dann eine weitere Kommunkationsstörung auftritt. Diese Störung wird amAusgang nach Ablauf der Watchdog-Zeit erkannt und führt dann zur Abschaltung.

Damit ergibt sich für die Worst-Case-Reaktionszeit folgende Formel:

mit z.B.

Betrieb

EL291144 Version: 1.1.0

4.5 Diagnose

4.5.1 Status LEDs

Abb. 31: EL2911 Status und Diagnose LEDs

LED Farbe BeschreibungInput 1 grün Statusanzeige für den jeweiligen Eingang und Ausgang

LED leuchtet: Eingang/Ausgang ist gesetztLED leuchtet nicht: Eingang/Ausgang ist nicht gesetzt

Input 2Input 3Input 4Output 1

4.5.2 Diagnose LEDs

Diagnose-LEDs

LED leuchtet blinkt ausDiag 1(grün)

Umgebungsvariablen,Betriebsspannung und interneTests sind im gültigen Bereich• Wenn Diag 2 blinkt, handelt

es sich um einen Logik-Fehlercode

- Umgebungsvariablen,Betriebsspannung und interneTests sind außerhalb desgültigen Bereichs• Wenn Diag 2 blinkt, handelt

es sich um einenEnvironment-Fehlercode

Diag 2(rot)

Zusammen mit Diag 3 und 4:Global Shutdown1) liegt vor.(siehe Diag Historie derTwinSAFE-Komponente)

Logik- oder Environment-Fehlercode entsprechendDiag1 und untenstehenderTabellen wird ausgegeben

Zusammen mit Diag 3 und 4:Global Fault1) liegt vor. (sieheDiag-Historie der TwinSAFE-Komponente)

Diag 3(rot)

Global Fault oder GlobalShutdown auf µC11)

- Kein Global Fault oder GlobalShutdown auf µC11)

Diag 4(rot)

Global Fault oder GlobalShutdown auf µC21)

- Kein Global Fault oder GlobalShutdown auf µC21)

Diag Out(rot)

Modulfehler im Ausgangsmodul - Kein Fehler im Ausgangsmodul

1. Ein Global Fault setzt die TwinSAFE-Komponente dauerhaft still, so dass sie ausgetauscht werdenmuss. Ein Global Shutdown setzt die TwinSAFE-Komponente temporär still. Durch Aus- und wiederEinschalten kann der Fehler zurückgesetzt werden.

Betrieb

EL2911 45Version: 1.1.0

Logik-Fehlercodes der LED Diag 2 (wenn LED Diag 1 leuchtet)

Blink-Code Beschreibung1 Funktionsblockfehler in einer der TwinSAFE-Gruppen2 Kommunikationsfehler in einer der TwinSAFE-Gruppen3 Fehlerkombination: Funktionsblock und Kommunikation4 Allgemeiner Fehler in einer der TwinSAFE-Gruppen5 Fehlerkombination: Allgemein und Funktionsblock6 Fehlerkombination: Allgemein und Kommunikation7 Fehlerkombination: Allgemein, Funktionsblock und Kommunikation

Environment-Fehlercodes der LED Diag 2 (wenn LED Diag 1 aus)

Blink-Code Beschreibung1 Maximale Versorgungsspannung µC1 überschritten2 Minimale Versorgungsspannung µC1 unterschritten3 Maximale Versorgungsspannung µC2 überschritten4 Minimale Versorgungsspannung µC2 unterschritten5 Maximale Innentemperatur überschritten6 Minimale Innentemperatur unterschritten7 Zulässige Temperaturdifferenz zwischen µC1 und µC2 überschritten8 nicht verwendet9 nicht verwendet10 Allgemeiner Fehler

4.5.3 Darstellung der Blink-CodesLED Darstellung Beschreibungblinkt 400 ms ON / 400 ms OFF

1 Sekunde Pause zwischen den Blink-Codes

flackert 50 ms ON / 50 ms OFF

4.5.4 Diagnose-HistorieDie Diagnose Historie der TwinSAFE Geräte, die diese Funktion unterstützen, wird entsprechend der ETGRichtlinie ETG.1020 Kapitel 13 „Diagnosis Handling“ realisiert. Die Diagnosemeldungen werden vomTwinSAFE Gerät in einem eigenen CoE-Objekt unter 0x10F3 abgelegt und können von der Applikation odervon TwinCAT ausgelesen werden.

Im CoE-Objekt 0x10F3 finden sich sowohl die Steuereinträge, wie die Historie selbst. Der Eintrag NewestMessage (0x10F3:02) enthält den Subindex von 0x10F3, der die neueste Diagnosemeldung enthält, alsoz.B. 0x06 für Diagnosemeldung 1.

http://www.ethercat.org/

Betrieb

EL291146 Version: 1.1.0

Index 10F3hex Diagnosis History

Index (hex) Name Bedeutung Datentyp Flags Default10F3:0 Diagnosis

History10F3:01 Maximum

MessagesMaximale Anzahl der gespeichertenNachrichten Es können maximal 64Nachrichten gespeichert werden. Danachwerden die jeweils ältesten Meldungenüberschrieben.

UINT8 RO 0x40 (64dez)

10F3:02 NewestMessage

Subindex der neusten Nachricht UINT8 RO 0x00 (0dez)

10F3:03 NewestAcknowledgedMessage

Subindex der letzten bestätigten Nachricht UINT8 RW 0x00 (0dez)

10F3:04 NewMessagesAvailable

Zeigt an, wenn eine neue Nachricht verfügbarist

BOOLEAN

RO 0x00 (0dez)

10F3:05 Flags Wird über die Startup Liste gesetzt. Wenn auf0x0001 gesetzt, werden die Diagnose-Meldungen zusätzlich per Emergency an denEtherCAT Master gesendet

UINT16 RW 0x0000(0dez)

10F3:06 DiagnosisMessage 001

Diagnosemeldung 1 BYTE[32] RO {0}

... ... ... ... ... ...10F3:45 Diagnosis

Message 064Diagnosemeldung 64 BYTE[32] RO {0}

Aufbau der Diagnosemeldungen• DiagCode (4 Byte) - hier immer 0x 0000 E000• Flags (2 Byte) - Diagnose Type (Info, Warnung oder Fehler), Zeitstempel und Anzahl enthaltener

Parameter (siehe folgende Tabelle)• Text-ID (2 Byte) - ID der Diagnosemeldung als Referenz auf den Meldungstext aus der ESI/XML• Zeitstempel (8 Byte) - lokale Slave-Zeit in ns seit Einschalten des TwinSAFE Gerätes• dynamische Parameter (16 Byte) - Parameter, die in den Meldungstext eingefügt werden können

(siehe folgende Tabelle)

Flags in Diagnosemeldungen

Datentyp Offset DescriptionUINT16 Bit 0…3 DiagType (Wert)

0 Info Message1 Warning Message2 Error Message3…15 reserviert

Bit 4 Wenn Bit = 1, ist der in der Message enthaltene Zeitstempel der lokale Zeitstempeldes TwinSAFE Gerätes. Das Alter der Diagnosemeldung kann über eine Berechnungmit dem aktuellen Zeitstempel aus CoE-Objekt 0x10F8 erfolgen.

Bit 5…7 reserviertBit 8…15 Anzahl der Parameter in dieser Diagnosemeldung

Betrieb

EL2911 47Version: 1.1.0

Dynamic Parameter in Diagnosemeldungen

Typ Datentyp BeschreibungFlags Parameter 1 UINT16 Beschreibt den Typ des Parameters 1

Bit 12…15 = 0 Bit 0…11 = Datentyp Parameter 10x0001 - BOOLEAN0x0002 - INT80x0003 - INT160x0004 - INT320x0005 - UINT80x0006 - UINT160x0007 - UINT320x0008 - REAL320x0011 - REAL640x0015 - INT640x001B - UINT64Text Parameter und Formatierungensind in ETG.2000 spezifiziert.

Parameter 1 Datentyp entsprechend Flags Wert von Parameter 1Flags Parameter 2 UINT16 siehe Flags Parameter 1Parameter 2 Datentyp entsprechend Flags Wert von Parameter 2...

In der zum TwinSAFE Gerät gehörigen ESI/XML-Datei werden die Diagnosemeldungen in Textformhinterlegt. Anhand der in der Diagnosemeldung enthaltenen Text-ID kann die entsprechendeKlartextmeldung in den jeweiligen Sprachen gefunden werden. Die Parameter können an denentsprechenden Stellen eingefügt werden. Im folgenden Beispiel ist %x für eine hexadezimale Darstellungder Parameter verwendet.

Abb. 32: ESI/XML MessageText

Der Anwender erhält durch den Eintrag New Messages Available die Information, dass neue Meldungenvorliegen. Die Meldungen können per CompleteAccess (ein CoE Read Kommando für das komplette CoEObjekt 0x10F3) ausgelesen werden. Nach dem Lesen der Nachrichten wird das Bit New Messages Availablezurückgesetzt.

Durch das Hinzufügen von CoE Objekt 0x10F3:05 zur Startup Liste (Transition IP, Wert 0x0001), wird dasSenden von Emergency Nachrichten an den EtherCAT Master aktiviert. Treffen neue Diagnosemeldungenein, werden diese im Objekt 0x10F3 eingetragen und zusätzlich per Emergency an den EtherCAT Mastergesendet.

Abb. 33: Startup Liste

Betrieb

EL291148 Version: 1.1.0

4.5.5 Reiter Diag-HistorieAlle innerhalb der TwinSAFE Komponenten auftretenden Fehler werden in deren Diag-Historie abgelegt. DieDiag-Historie kann durch Auswahl der entsprechenden TwinSAFE Komponente in der I/O-Baumstruktur undAuswahl des Reiters Diag History eingesehen werden. Durch Betätigen des Buttons Update History werdendie aktuellen Daten von der TwinSAFE Komponente geholt. Fehler innerhalb der Logik, derFunktionsbausteine, der Verbindungen oder der Komponente selbst werden mit einem entsprechendenZeitstempel abgelegt.

Abb. 34: Diag-Historie

Über den Button Advanced… können die erweiterten Einstellungen geöffnet werden. Hier kann derAnwender das Verhalten der Diag-Historie anpassen.

Abb. 35: Diag-Historie - erweiterten Einstellungen (Advanced Settings)

Betrieb

EL2911 49Version: 1.1.0

Advanced Settings

Einstellung BeschreibungMessage Types • disable Infos

Messages mit Status Info, werden nicht in der Diaghistorie gespeichert• disable Warnings

Messages mit Status Warning, werden nicht in der Diaghistoriegespeichert

• disable ErrorsMessages mit Status Error, werden nicht in der Diaghistorie gespeichert

Emergency Zusätzlich zum Speichern der Meldung in der DiagHistorie, wird auch nochein Emergency Objekt gesendet, welches im Logger-Fenster von TwinCATangezeigt wird.

Overwrite / Acknowledge Mode Diese Einstellung wird derzeit nicht unterstützt.

4.6 Instandhaltung

Wartung

Die TwinSAFE-Komponenten sind wartungsfrei!

Umgebungsbedingungen

WARNUNGSpezifizierte Umgebungsbedingungen einhalten!Stellen Sie sicher, dass die TwinSAFE-Komponenten nur bei den spezifizierten Umgebungsbedingungen(siehe technische Daten) gelagert und betrieben werden.

Falls die TwinSAFE-Komponente außerhalb des zulässigen Umgebungstemperaturbereichs betrieben wird,geht sie in den Zustand Global Shutdown.

Reinigung

Schützen Sie die TwinSAFE-Komponenten während des Betriebs und der Lagerung vor unzulässigerVerschmutzung!

Falls die TwinSAFE-Komponente unzulässiger Verschmutzung ausgesetzt wurde, darf sie nicht weiterbetrieben werden!

WARNUNGVerschmutzte Komponenten überprüfen lassen!Eine Reinigung der TwinSAFE-Komponente durch den Anwender ist unzulässig!Schicken Sie verschmutzte Komponenten zur Überprüfung und Reinigung zum Hersteller!

Betrieb

EL291150 Version: 1.1.0

4.7 LebensdauerDie TwinSAFE-Klemmen haben eine Lebensdauer von 20 Jahren.

Spezielle Proof-Tests sind aufgrund der hohen Diagnoseabdeckung innerhalb des Lebenszyklusses nichtnotwendig.

Die TwinSAFE-Klemmen tragen einen Date Code, der wie folgt aufgebaut ist:

Date Code: KW JJ SW HW

Legende:KW: Kalenderwoche der HerstellungJJ: Jahr der HerstellungSW: Software-StandHW: Hardware-Stand

Beispiel: Date Code 17 11 05 00Kalenderwoche: 17Jahr: 2011Software-Stand: 05Hardware-Stand: 00

Zusätzlich tragen die TwinSAFE-Klemmen eine eindeutige Seriennummer.

Abb. 36: Eindeutige Seriennummer einer TwinSAFE-Klemme

4.8 Außerbetriebnahme GEFAHR

Akute Verletzungsgefahr!Setzen Sie das Bus-System in einen sicheren, spannungslosen Zustand, bevor Sie mit der Demontage derGeräte beginnen!

Entsorgung

Zur Entsorgung muss das Gerät ausgebaut und vollständig zerlegt werden.

• Gehäuseteile (Polycarbonat, Polyamid (PA6.6)) können dem Kunststoffrecycling zugeführt werden.• Metallteile können dem Metallrecycling zugeführt werden.• Elektronik-Bestandteile wie Laufwerke und Leiterplatten sind entsprechend der nationalen Elektronik-

Schrott-Verordnung zu entsorgen.

Betrieb

EL2911 51Version: 1.1.0

4.9 Update der Firmware von TwinSAFE-ProduktenFür TwinSAFE-Produkte gibt es die Möglichkeit ein Firmware-Update über das EtherCAT-Interfacedurchzuführen. Hierbei wird die komplette Firmware der TwinSAFE-Komponente gelöscht und durch eineneue Version ersetzt.

Die jeweils aktuelle Firmware kann von der Beckhoff Homepage heruntergeladen werden oder beimBeckhoff Support angefragt werden. Die Versionen liegen in einer verschlüsselten Form vor und können nurauf das passende TwinSAFE-Produkt geladen werden. Eine falsche Firmware Datei wird vom jeweiligenTwinSAFE-Produkt abgelehnt.

Voraussetzung für ein Firmware-Update

GEFAHRSetzen Sie die Maschine in den sicheren Zustand!Bei einem Firmware-Update wird die aktuelle Abarbeitung der Firmware des TwinSAFE-Produktes ge-stoppt. Dazu ist es zwingend erforderlich, dass Sie das TwinSAFE-System in den sicheren Zustand schal-ten bevor Sie mit einem Update beginnen. Alle sicheren Ausgänge müssen sich im sicheren, energielosen Zustand befinden. Sind an der Maschineoder dem TwinSAFE-System hängende oder ziehende Lasten vorhanden, müssen diese ggf. auch durchexterne Sicherungsmaßnahmen in einen sicheren Zustand gebracht werden.

GEFAHRÜberwachen Sie den Maschinenzustand!Es ist erforderlich, dass Sie die Maschine unter Ihrer Kontrolle haben, d.h. diese einsehen und somit sicher-stellen können, dass sich die Maschine in einem sicheren Zustand befindet und ein Firmware-Update ohneGefährdung der Bediener bzw. des Personals erfolgen kann.

HINWEISVermeiden Sie Kommunikations-Unterbrechungen während des DownloadsBitte trennen Sie die EtherCAT-Verbindung während des Downloads der Firmware unter keinen Umstän-den. Sollte doch ein Kommunikationsfehler auftreten, ist das TwinSAFE-Produkt anschließend möglicher-weise unbrauchbar und muss an den Beckhoff Service gesendet werden.

WARNUNGDefault Projekt bei TwinSAFE-I/O-Komponenten mit lokaler Logik-Funktion!Nach einem Firmware-Update startet ein ggf. implementiertes Default-Projekt automatisch auf. Ein EK1960zum Beispiel, würde nach einem Firmware-Update als TwinSAFE-I/O-Slave aufstarten.

HINWEISFirmware-Update von TwinSAFE-LogikenWird ein Firmware-Update für eine TwinSAFE-Logik-Komponente durchgeführt, wie z.B. auf einer TwinSA-FE-Logic EL6910, muss das sicherheitsgerichtete Anwenderprogramm nach dem Update erneut auf dieTwinSAFE-Logic geladen werden.

EtherCAT-KommunikationBei einem Firmware-Update einer EtherCAT-Komponente, wird diese in den BOOTSTRAP Modegeschaltet. Dies kann Auswirkungen auf die EtherCAT-Kommunikation zu anderen EtherCAT-Teil-nehmern haben.

Betrieb

EL291152 Version: 1.1.0

Durchführung des Firmware-Updates

Klicken Sie im TwinCAT-System den Button (1) um in den Konfig-Modus zu gelangen. Bestätigen Sie dieAbfrage mit OK (2). Danach erscheint ein weiteres Fenster, welches mit Ja (Yes) (3) bestätigt werden muss.Deaktivieren Sie den „Free Run“ mit Nein (No) (4). Nun befindet sich das System im Konfigurationsmodus.

Abb. 37: Update der Firmware von TwinSAFE-Produkten - Teil 1

Betrieb

EL2911 53Version: 1.1.0

Um das Firmware-Update durchzuführen, müssen Sie beim „EtherCAT Device“ (5) den Reiter „Online“ (6)auswählen. Wenn Sie mehrere Komponenten updaten wollen, können Sie die entsprechendenKomponenten (7) zusammen selektieren, bei nur einer Komponente selektieren Sie nur diese. Klicken Sieanschließend mit der rechten Maustaste in den selektierten Bereich und wählen Sie dann in derBefehlsübersicht den Befehl „Firmware Update…“ (8).


Selektieren Sie in dem Speicherort, wo Sie die gewünschte Firmware-Version gespeichert haben, dieFirmware-Datei (9) aus und klicken auf „Öffnen“ (Open) (10). Das erscheinende Fenster bestätigen Sie mit„OK“ (11), anschließend wird das Firmware-Update durchgeführt. Nach erfolgreicher Beendigung müssenSie auf „OK“ (12) im Abschlussfenster „Function Succeeded“ klicken. Danach können Sie das System wiederin den Run-Modus schalten und das TwinSAFE-System verwenden.


Anhang

EL291154 Version: 1.1.0

5 Anhang

5.1 Support und ServiceBeckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eineschnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zurVerfügung stellt.

Beckhoff Support

Der Support bietet Ihnen einen umfangreichen technischen Support, der Sie nicht nur bei dem Einsatzeinzelner Beckhoff Produkte, sondern auch bei weiteren umfassenden Dienstleistungen unterstützt:

• Support• Planung, Programmierung und Inbetriebnahme komplexer Automatisierungssysteme• umfangreiches Schulungsprogramm für Beckhoff Systemkomponenten

Hotline: +49(0)5246/963-157Fax: +49(0)5246/963-9157E-Mail: [email protected]

Beckhoff Service

Das Beckhoff Service-Center unterstützt Sie rund um den After-Sales-Service:

• Vor-Ort-Service• Reparaturservice• Ersatzteilservice• Hotline-Service

Hotline: +49(0)5246/963-460Fax: +49(0)5246/963-479E-Mail: [email protected]

Weitere Support- und Serviceadressen finden Sie auf unseren Internetseiten unter http://www.beckhoff.de.

Beckhoff Firmenzentrale

Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Hülshorstweg 2033415 VerlDeutschland

Telefon: +49(0)5246/963-0Fax: +49(0)5246/963-198E-Mail: [email protected]

Die Adressen der weltweiten Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen entnehmen Sie bitte unserenInternetseiten:http://www.beckhoff.de

Dort finden Sie auch weitere Dokumentationen zu Beckhoff Komponenten.

http://www.beckhoff.de

http://www.beckhoff.de/

http://www.beckhoff.com/german/download/default.htm

Anhang

EL2911 55Version: 1.1.0

5.2 Zertifikate

Abbildungsverzeichnis

EL291156 Version: 1.1.0

AbbildungsverzeichnisAbb. 1 Nut-Federsystem und schraublose Anschlusstechnik (Federkrafttechnik).................................. 9Abb. 2 Buskoppler (EtherCAT)................................................................................................................ 10Abb. 3 Übersicht EtherCAT-Klemmen .................................................................................................... 11Abb. 4 EL2911 - TwinSAFE Potentialeinspeiseklemme mit 4 fehlersicheren Eingängen....................... 14Abb. 5 Externe Last................................................................................................................................. 17Abb. 6 Geschützte Leitungsverlegung .................................................................................................... 18Abb. 7 Kennlinie der Eingänge................................................................................................................ 21Abb. 8 Abmessungen der EL2911 .......................................................................................................... 21Abb. 9 Federkontakte der Beckhoff I/O-Komponenten ........................................................................... 23Abb. 10 Einbaulage und Mindestabstände ............................................................................................... 24Abb. 11 Thermisch ungünstige Anordnung der TwinSAFE-Klemmen ...................................................... 26Abb. 12 Thermisch günstige Anordnung der TwinSAFE-Klemmen .......................................................... 26Abb. 13 Montage auf Tragschiene ............................................................................................................ 27Abb. 14 Demontage von Tragschiene....................................................................................................... 28Abb. 15 PE-Powerkontakt ......................................................................................................................... 29Abb. 16 Anschluss einer Leitung an einer Klemmstelle ............................................................................ 30Abb. 17 EL2911 - Anschlussbelegung ...................................................................................................... 31Abb. 18 Leitungsführung ........................................................................................................................... 32Abb. 19 Einfügen einer EL2911 ................................................................................................................ 33Abb. 20 Delete Project Data...................................................................................................................... 34Abb. 21 Adresseinstellungen auf TwinSAFE-Klemmen mit 1023 möglichen Adressen............................ 36Abb. 22 Starten des automatischen Imports aus der I/O-Konfiguration.................................................... 37Abb. 23 Auswahl aus dem I/O Baum ........................................................................................................ 37Abb. 24 Anlegen der Alias Devices durch den Anwender......................................................................... 38Abb. 25 Reiter Linking des Alias Devices ................................................................................................. 38Abb. 26 Reiter Connection des Alias Devices........................................................................................... 39Abb. 27 Parameter der EL2911 ................................................................................................................ 39Abb. 28 Prozessabbild der EL2911........................................................................................................... 41Abb. 29 Typische Reaktionszeit................................................................................................................ 42Abb. 30 Worst-Case-Reaktionszeit ........................................................................................................... 43Abb. 31 EL2911 Status und Diagnose LEDs ............................................................................................ 44Abb. 32 ESI/XML MessageText ................................................................................................................ 47Abb. 33 Startup Liste................................................................................................................................. 47Abb. 34 Diag-Historie ................................................................................................................................ 48Abb. 35 Diag-Historie - erweiterten Einstellungen (Advanced Settings) ................................................... 48Abb. 36 Eindeutige Seriennummer einer TwinSAFE-Klemme.................................................................. 50Abb. 37 Update der Firmware von TwinSAFE-Produkten - Teil 1............................................................. 52Abb. 38 Update der Firmware von TwinSAFE-Produkten - Teil 2............................................................. 53Abb. 39 Update der Firmware von TwinSAFE-Produkten - Teil 3............................................................. 53

betriebsanleitung zu el2911 - beckhoff automation...el2911 version: 1.1.07 1.2.3erklärung der...

Documents